Osteoklasti su divovske stanice odgovorne za resorpciju i demineralizaciju kostiju. Njihovu aktivnost reguliraju razne tvari, kao npr paratiroidni hormon. Previsoka ili preniska aktivnost osteoklasta pokazuje ozbiljne učinke na skelet zdravlje.
Što su osteoklasti?
Svakih sedam godina ljudi dobivaju potpuno novi kostur. Ljudski kosti prilagođavaju se naprezanjima i trajno se preuređuju. Obnavljaju se nakon mikrofraktura i prijeloma. Neispravna kost masa uklanja se i nakuplja nova koštana masa. Takozvani osteoblasti odgovorni su za rad nakupljanja. To su nezrele koštane stanice koje kasnije sazrijevaju u osteocite. Rad na razgradnji u metabolizmu kostiju ne provode osteoblasti, već osteoklasti. Te koštane stanice proizlaze iz stanica preteča iz koštana srž i prema potrebi migriraju u koštani sustav. Njihov rad uključuje dva različita mehanizma: demineralizaciju koštane tvari i stvarnu razgradnju kosti. Osteoklasti svojim radom usporavaju rast kostiju i sprječavaju pretjerani proces rasta i širenje. Oni komuniciraju s osteoblastima putem ključne tvari RANKL. Za njihovu regulaciju, pored ove komunikacije, ulogu ima i hormonalni ciklus. Paratiroidni hormon aktivira razgradnju i kalcitonin inaktivira aktivnost osteoklasta.
Anatomija i struktura
Osteoklasti su višjedružne stanice i tako pripadaju takozvanim divovskim stanicama. Nastaju fuzijom mononuklearnih matičnih stanica u koštana srž, također poznate kao hematopoetske matične stanice. Dio su mononuklearno-fagocitnog sustava. To se odnosi na ukupnost svih stanica retikularne vezivno tkivo, čiji se dijelovi smatraju dijelom imunološki sustav i odgovorni su za razgradnju i uklanjanje otpada i stranih čestica. Osteoklasti imaju promjer od 30 do 100 µm i mogu sadržavati više od 20 staničnih jezgri. Smještene su na površini kostiju u lakunama howship-a i kreću se ameboidno. Njihov apikalni pol od jednog prema kosti. U središtu se nalazi zona s mjehurićima s nabora u obliku cvijeta stanična membrana. Ova je "razbarušena granica" mjesto resorpcije kostiju. Periferija osteoklasta je intenzivno obojena. Tamošnji adhezijski aparat omogućuje da stanice prianjaju uz kost na minimalnoj udaljenosti od 0.3 nm. Ova "zona brtvljenja" zatvorena je citoplazmom, koja se naziva i "bistrom zonom", koja ima malo staničnih organela, ali mnogo kontraktilnih proteini.
Funkcija i zadaci
Procesi stvaranja i razgradnje koštane tvari idealno su koordinirani i kontrolirani fino reguliranim regulatornim krugom. Osteoklasti su stimulirani na stvaranje raznim čimbenicima. Deksametazon, 1,25- (OH) 2VitD3, paratiroidni hormon, PTHrP, prostaglandin-E2 i citokini imaju posebno resorpcijski učinak na kosti. U kontrastu, bisfosfonati, kalcitonin i estrogeni imaju inhibitorni učinak na osteoklaste. Ti čimbenici reguliraju aktivaciju takozvanog PU.1 transkripcijskog faktora. Ona kontrolira pretvorbu koštana srž makrofagi u višejedrne osteoklaste. Tvari RANKL i osteoprotegerin također su uključene u aktivaciju. Hormonski regulatorni krugovi koriste kost kao svojevrsni pufer za regulaciju kalcijum uravnotežiti. Na primjer, oslobađa se koštano-resorptivni paratireoidni hormon kalcijum. kalcitonin, s druge strane, potiče skladištenje kalcijum. Ovako kontrolirana trajna nakupina i razgradnja koštane tvari omogućuje da se koštani sustav prilagodi stresima i promjenama. Na taj način materijal umor je spriječeno. U međuvremenu se smatra da i osteociti igraju ulogu u regulaciji osteoklasta. Osteociti su zarobljeni osteoblasti koji su dostigli zrelost. Kada je kost zahvaćena a prijelom ili mikrofrakture, osteociti umiru zbog nedostatka hranjivih sastojaka, a tvari koje oslobađaju osteoklaste aktiviraju. Rad osteoklasta sastoji se od dva mehanizma. Između osteoklasta i koštane tvari postoji minimalan prostor u kojem se pH vrijednost spušta. Zbog ove degradacije, kosti su demineralizirani. Mineral soli se izvlače. Vrijednost pH potrebna za to održava se konstantnom aktivnim protonskim protokom. Kolagenski koštani matriks odvajaju osteoklasti kroz proteolitički enzimi.U tom procesu donose kolagen tako pušteni fragmenti u fagocitozu.
Bolesti
Kad aktivnost osteoklasta padne ili poraste, ta promjena može poprimiti patološke razmjere. U zdravoj kosti, degradacija i rekonstrukcija idealno se podudaraju. Stoga smanjena aktivnost osteoklasta može prouzročiti toliku štetu kao i povećana aktivnost. Na primjer, kod genetski uvjetovane osteopetroze znatno je smanjena aktivnost osteoklasta. S druge strane, povećana aktivnost osteoklasta karakteristična je za negenetske osteoporoza, hiperparatireoidizam, osteodistrofijski deformani i aseptična nekroza kosti. Isto vrijedi i za reumatoid artritis, parodontitisi imperfekta osteogeneze. Uz povećanu aktivnost osteoklasta, kosti masa razgrađuje se brže nego što se može nadopuniti. Pogođene osobe stoga pate od prijelom-sklon i slab kosti, u hiperparatireoidizam, zahvaćen je regulatorni aparat samog stvaranja kostiju. Stanice epitela su abnormalne i na taj način pogrešno reguliraju razinu kalcija u tijelu u obliku paratireoidnog hormona. Uzrok je povećano lučenje parathormona, koje je posljedica adenoma ili povećanja paratireoidnih žlijezda. Povećana razina paratireoidnog hormona povećava resorpciju kostiju. Rezultat je težak bolovi u kostima i smanjeno izlučivanje kalcija u bubreg. Dakle, količina kalcija u krv nastavlja se povećavati, uzrokujući bubreg kamenje.
Tipične i česte bolesti kostiju
- osteoporoza
- Bol u kostima
- Prijelom kostiju
- Pagetova bolest
